[논제 1] lim x → ∞ f ( β x ) ( 2 x ) α = γ ≠ 0 \displaystyle \lim_{x\to\infty}\frac{f(\beta x)}{(2x)^\alpha}=\gamma\ne0 x → ∞ lim ( 2 x ) α f ( β x ) = γ = 0 에서 분자가 3 \displaystyle 3 3 차식이므로 분모도 3 \displaystyle 3 3 차식. 따라서 α = 3 \displaystyle \alpha=3 α = 3 마찬가지로 lim x → ∞ f ( − x ) f ( α x ) x β = γ ≠ 0 \displaystyle \lim_{x\to\infty}\frac{f(-x)f(\alpha x)}{x^\beta}=\gamma\ne0 x → ∞ lim x β f ( − x ) f ( α x ) = γ = 0 에서 분자가 6 \displaystyle 6 6 차식이므로 β = 6 \displaystyle \beta=6 β = 6 . γ = lim x → ∞ f ( 6 x ) ( 2 x ) 3 = − 27 \displaystyle \gamma=\lim_{x\to\infty}\frac{f(6x)}{(2x)^3}=-27 γ = x → ∞ lim ( 2 x ) 3 f ( 6 x ) = − 27
[논제 2] f ′ ( − 3 ) = − 9 \displaystyle f^{\prime}(-3)=-9 f ′ ( − 3 ) = − 9 이므로 곡선 y = f ( x ) \displaystyle y=f(x) y = f ( x ) 위의 점 P \displaystyle \mathrm{P} P 에서의 접선 y = ℓ ( x ) \displaystyle y=\ell(x) y = ℓ ( x ) 는 y = − 9 ( x + 3 ) + f ( − 3 ) = − 9 x − 27 \displaystyle y=-9(x+3)+f(-3)=-9x-27 y = − 9 ( x + 3 ) + f ( − 3 ) = − 9 x − 27 직선 y = ℓ ( x ) \displaystyle y=\ell(x) y = ℓ ( x ) 와 곡선 y = f ( x ) \displaystyle y=f(x) y = f ( x ) 의 교점의 x \displaystyle x x 좌표는 − x 3 − 3 x 2 = − 9 x − 27 \displaystyle -x^3-3x^2=-9x-27 − x 3 − 3 x 2 = − 9 x − 27 에서 x = − 3 \displaystyle x=-3 x = − 3 , x = 3 \displaystyle x=3 x = 3 모든 x ∈ [ − 3 , 3 ] \displaystyle x\in[-3,3] x ∈ [ − 3 , 3 ] 에 대하여 f ( x ) − ℓ ( x ) = − x 3 − 3 x 2 + 9 x + 27 = − ( x + 3 ) 2 ( x − 3 ) ≥ 0 \displaystyle f(x)-\ell(x)=-x^3-3x^2+9x+27=-(x+3)^2(x-3)\ge0 f ( x ) − ℓ ( x ) = − x 3 − 3 x 2 + 9 x + 27 = − ( x + 3 ) 2 ( x − 3 ) ≥ 0 이므로 S = ∫ − 3 3 { f ( x ) − ℓ ( x ) } d x = ∫ − 3 3 { f ( x ) − p } d x \displaystyle S=\int_{-3}^3\{f(x)-\ell(x)\}\,dx=\int_{-3}^3\{f(x)-p\}\,dx S = ∫ − 3 3 { f ( x ) − ℓ ( x )} d x = ∫ − 3 3 { f ( x ) − p } d x 따라서 ∫ − 3 3 ( − p ) d x = ∫ − 3 3 ( 9 x + 27 ) d x = ∫ − 3 3 27 d x \displaystyle \int_{-3}^3(-p)\,dx=\int_{-3}^3(9x+27)\,dx=\int_{-3}^327\,dx ∫ − 3 3 ( − p ) d x = ∫ − 3 3 ( 9 x + 27 ) d x = ∫ − 3 3 27 d x 에서 p = − 27 \displaystyle p=-27 p = − 27
[논제 3] 점 Q ( a , f ( a ) ) \displaystyle \mathrm{Q}(a,f(a)) Q ( a , f ( a )) 를 지나고 기울기 m \displaystyle m m (m > 0 \displaystyle m>0 m > 0 )인 직선의 방정식은 y − f ( a ) = m ( x − a ) \displaystyle y-f(a)=m(x-a) y − f ( a ) = m ( x − a ) 이고 이 직선이 x \displaystyle x x 축, y \displaystyle y y 축과 만나는 점은 각각 A ( a − f ( a ) m , 0 ) \displaystyle \mathrm{A}\left(a-\frac{f(a)}m,0\right) A ( a − m f ( a ) , 0 ) , B ( 0 , f ( a ) − a m ) \displaystyle \mathrm{B}(0,f(a)-am) B ( 0 , f ( a ) − am ) . 따라서 { g ( m ) } 2 = { a − f ( a ) m } 2 + { f ( a ) − a m } 2 \displaystyle \{g(m)\}^2=\left\{a-\frac{f(a)}m\right\}^2+\{f(a)-am\}^2 { g ( m ) } 2 = { a − m f ( a ) } 2 + { f ( a ) − am } 2 h ( m ) = { g ( m ) } 2 \displaystyle h(m)=\{g(m)\}^2 h ( m ) = { g ( m ) } 2 은 m = 2 \displaystyle m=2 m = 2 에서 최소이므로 제시문 (다)에 의하여 h ′ ( 2 ) = 0 \displaystyle h^{\prime}(2)=0 h ′ ( 2 ) = 0 h ′ ( m ) = 2 { a − f ( a ) m } f ( a ) m 2 − 2 a { f ( a ) − a m } = 2 { a m − f ( a ) } { f ( a ) m 3 + a } ⋯ ⋯ ( * ) \displaystyle h^{\prime}(m)=2\left\{a-\frac{f(a)}m\right\}\frac{f(a)}{m^2}-2a\{f(a)-am\}=2\{am-f(a)\}\left\{\frac{f(a)}{m^3}+a\right\}\ \cdots\cdots\ (*) h ′ ( m ) = 2 { a − m f ( a ) } m 2 f ( a ) − 2 a { f ( a ) − am } = 2 { am − f ( a )} { m 3 f ( a ) + a } ⋯⋯ ( * ) 이므로 0 = h ′ ( 2 ) = 1 4 { 2 a − f ( a ) } { f ( a ) + 8 a } = a 2 4 ( 2 + a 2 + 3 a ) ( − a 2 − 3 a + 8 ) \displaystyle 0=h^{\prime}(2)=\frac14\{2a-f(a)\}\{f(a)+8a\}=\frac{a^2}4(2+a^2+3a)(-a^2-3a+8) 0 = h ′ ( 2 ) = 4 1 { 2 a − f ( a )} { f ( a ) + 8 a } = 4 a 2 ( 2 + a 2 + 3 a ) ( − a 2 − 3 a + 8 ) a > 0 \displaystyle a>0 a > 0 이므로 a = − 3 + 41 2 \displaystyle a=\frac{-3+\sqrt{41}}2 a = 2 − 3 + 41
※ (*)로부터 방정식 h ′ ( m ) = 0 \displaystyle h^{\prime}(m)=0 h ′ ( m ) = 0 을 만족시키는 양수 m \displaystyle m m 은 f ( a ) − a 3 \displaystyle \sqrt[3]{\frac{f(a)}{-a}} 3 − a f ( a ) 뿐이고 lim m → 0 + g ( m ) = ∞ = lim m → ∞ g ( m ) \displaystyle \lim_{m\to0+}g(m)=\infty=\lim_{m\to\infty}g(m) m → 0 + lim g ( m ) = ∞ = m → ∞ lim g ( m ) 이므로 g ( 2 ) \displaystyle g(2) g ( 2 ) 는 g ( m ) \displaystyle g(m) g ( m ) 의 최솟값이다.
예시 답안의 내용 및 평가 기준의 내용과는 일치하지 않더라도 기술한 내용이 논리적으로 타당한 경우에는 평가위원의 판단에 따라 부분 점수를 부여할 수 있음.